本发明涉及新能源,尤其涉及一种收集风能、光能的储能设备。
背景技术:
1、风光互补系统是一种将风能和太阳能两种可再生能源结合起来使用的能源系统。它通过风力发电机和太阳能光伏板共同工作,以提高能源的利用效率和稳定性。在风力充足时,风力发电机可以提供电力;而在阳光充足时,太阳能光伏板则发挥作用。这种系统的优势在于可以互补两种能源的不稳定性,例如在无风或阴雨天气下,太阳能可以作为能源供应的补充;反之,在夜间或多云天气下,风力发电则可以提供所需的电力。风光互补系统适用于偏远地区、岛屿或任何需要独立能源供应的地方,它不仅减少了对化石燃料的依赖,还有助于减少温室气体排放,是一种环保且高效的能源解决方案。
2、风光互补系统中的风能弃电和太阳能弃电是指在风能或太阳能发电过程中,由于储能设施不足,导致部分可再生能源无法被有效利用而被迫放弃的现象。这种现象通常发生在电网负荷较低或可再生能源发电量超过需求时。风能弃电主要发生在风力发电高峰时段,如夜间或风速较高的时段,而太阳能弃电则多发生在日照强烈但电网需求不高的时段。弃电不仅造成了能源的浪费,还可能对发电设备造成损害,降低其使用寿命。
3、现有技术中,例如申请号为cn201410856516.6的一种风电、光伏、光热和介质储热联合供能系统,其技术要点为,包括储存加热前介质的低温介质罐;储存加热后介质的高温介质罐;用于发电的风电、光伏发电设备;利用风电、光伏发电设备所发的电力将从低温介质罐输出的加热前介质加热成加热后介质的介质电加热器;利用高温介质罐输出的加热后介质将水加热成水蒸汽的换热器;将水蒸汽驱动蒸汽轮机发电的蒸汽发电机组;加热前介质从低温介质罐输出,经介质电加热器后变为加热后介质并储存在高温介质罐,加热后介质从高温介质罐输出到换热器,换热器产生水蒸气以使蒸汽发电机组发电;还包括,对低温介质罐输出的加热前介质进行加热的第二加热器或者对换热器中的水或水蒸气进行加热的第三加热器;第二加热器包括第一塔式太阳能集热装置或槽式太阳能集热装置;第三加热器包括第二塔式太阳能集热装置或第二槽式太阳能集热装置,其中,换热器包括产生过热水蒸汽的过热蒸汽发生器、产生饱和水蒸汽的蒸汽发生器和对水进行加热的预热器;第二塔式太阳能集热装置对预热器加热前或加热后的水进行加热以产生第二水蒸汽,第二水蒸汽经过过热蒸汽发生器二次加热后产生过热水蒸汽驱动蒸汽轮机发电,低温介质罐和介质电加热器之间还通过管道直接连接;第二加热器和高温介质罐之间还通过管道线路直接连接。
4、上述风电、光伏、光热和介质储热联合供能系统,风电、光伏发电设备既可以将风电、光伏发的电力全部用来加热介质储能后再发电,也可以一边发电一边将剩余能量加热介质(加热前介质)。
5、而需要注意的是,上述风电、光伏、光热和介质储热联合供能系统,风电、光伏发电设备既可以将风电、光伏发的电力全部用来加热介质储能后再发电,也可以一边发电一边将剩余能量加热介质(加热前介质),在将风电、光伏发的电力全部用来加热介质储能的时候,能够令加热介质储能被加热至接近600℃的高温,继而进行存储,但在一边发电一边将剩余能量加热介质的时候,若是需要将低温介质罐当中的所有介质加热并导入到高温介质罐内时,单次进行所有低温介质进行加热,由于低温介质的体积量庞大,需要耗费极长的时间来进行,该过程中若是需要加快被加热的介质扩散至其他低温介质当中,那么就需要令低温介质在加热过程中仍旧保持流动的状态,而在实际加热过程中,由于低温介质流动损耗能量,在一边发电一边将剩余能量加热介质时能够提供的能量也相对较少,也就导致无论是动态加热还是静态加热,对于低温介质的加热效率而言,效果提升并不明显,该过程中对于真正的风能弃电和太阳能弃电(剩余能量)仍旧会造成一定程度的损耗,导致其利用率欠佳。
6、故而提出一种收集风能、光能的储能设备用以解决或缓解上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种收集风能、光能的储能设备。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种收集风能、光能的储能设备,包括
4、低温熔盐罐,其用于储存加热前介质;
5、高温熔盐罐,其用于储存加热后介质;
6、多级电热腔,其连通于低温熔盐罐和高温熔盐罐之间,所述多级电热腔包括若干电热腔,若干所述电热腔内容积自低温熔盐罐向高温熔盐罐逐级减少,若干所述电热腔内介质标准温度自低温熔盐罐向高温熔盐罐逐级增加,若干所述电热腔的容积之和小于低温熔盐罐、高温熔盐罐的容积;
7、多级电加热器,其用于加热多级电热腔内的介质,所述多级电加热器包括若干电加热器,各个所述电加热器分别设置于各个电热腔内;
8、多级保温套,其套设于多级电热腔的外侧,所述多级保温套包括若干保温腔和若干保温罩,所述保温罩套设于保温腔的外侧,各个所述保温腔套设于各个电热腔的外侧,且首个所述保温腔与低温熔盐罐连通,其余所述保温腔各自与前一级的电热腔连通;
9、风能发电设备和光伏发电设备,其数量为若干,其用于将弃电对多级电加热器进行供电。
10、优选地,还包括稳压器和逆变器,所述风能发电设备和光伏发电设备的输出端依次耦接稳压器和逆变器后为电加热器供电。
11、优选地,除却首个所述保温腔之外的同一级所述保温腔与同一级所述电热腔的容积之和小于前一级所述电热腔的容积。
12、优选地,还包括
13、集热塔,所述集热塔包括塔体和塔式集热器,所述塔式集热器的输入端与若干保温腔连通,所述塔式集热器的输出端与若干电热腔连通,所述塔式集热器的容积等于若干保温腔的容积之和;
14、光热机构,所述光热机构设置于塔式集热器的外侧。
15、优选地,所述塔式集热器设置于塔体顶面,所述塔体顶面固定连接有若干位于塔式集热器外侧的支撑柱,若干所述支撑柱的上端共同固定连接有位于塔式集热器上方的支撑顶盖,所述光热机构包括若干均匀间隔设置在塔体顶面上的分瓣组件。
16、优选地,所述分瓣组件包括通过铰接座转动连接在塔体顶端边缘的连接杆、以及弧形镜面,所述弧形镜面的一端与连接杆远离铰接座的一端转动连接,所述连接杆的中心轴线与塔体的中心轴线之间夹角可调,所述连接杆的中心轴线与弧形镜面的中心轴线之间夹角可调,所述弧形镜面根据太阳位置调节其相对塔式集热器的位置。
17、优选地,相邻分瓣组件中的所述连接杆之间最大间距大于弧形镜面的长度。
18、优选地,所述分瓣组件还包括控制器、第一调节件和第二调节件,所述第一调节件和第二调节件设置在支撑顶盖内,所述第一调节件的收放端通过第一连接绳与连接杆远离铰接座的一端固定连接,所述第二调节件的收放端通过第二连接绳与弧形镜面远离连接杆的一端固定连接,所述控制器的输出端与第一调节件、第二调节件的输入端耦接。
19、优选地,所述第一调节件和第二调节件均为伺服电机。
20、优选地,所述弧形镜面根据太阳位置调节其相对塔式集热器的位置的方法,包括如下步骤,
21、获取集热塔所在地的环境特征、经纬坐标,获取集热塔的尺寸规格、塔式集热器的尺寸规格、塔式集热器的距地高度、连接杆的长度、弧形镜面的尺寸规格、弧形镜面的距地高度;
22、将集热塔所在地的环境特征、经纬坐标导入至spa天文算法后获取太阳位置;
23、以集热塔的中心中线为y轴所建立空间坐标系,通过太阳位置、弧形镜面的尺寸规格、弧形镜面的焦点、弧形镜面的距地高度、以及塔式集热器的距地高度计算,获取弧形镜面长度方向两端的空间坐标、和连接杆长度方向两端的空间坐标;
24、将弧形镜面长度方向两端的空间坐标和连接杆长度方向两端的空间坐标导入至控制器内,由控制器控制第一调节件和第二调节件调节连接杆和弧形镜面的位置。
25、本发明具有以下有益效果:
26、本发明可通过风能发电设备和光伏发电设备发电后多余的弃电来对多个电热腔内进行加热,且由于多个电热腔的容积小,每次加热的介质量有限,逐级对介质进行加热后,可以确保各个电热腔内温度迅速上升,同时前一级电热腔内多余的加热介质可以作为后一级保温腔内的保温介质,减少各级电热腔与外界环境接触时的温差,减小该过程中热量的损耗,同时可将各级保温腔内热量流失后的介质送入到集热塔内通过光热加热,后续补入到各级的电热腔内,加速各级电热腔内介质温度达标,减少弃电作无用功。
1.一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,包括
2.根据权利要求1所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,还包括稳压器和逆变器,所述风能发电设备和光伏发电设备的输出端依次耦接稳压器和逆变器后为电加热器供电。
3.根据权利要求1所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,除却首个所述保温腔之外的同一级所述保温腔与同一级所述电热腔的容积之和小于前一级所述电热腔的容积。
4.根据权利要求1所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,还包括
5.根据权利要求4所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,所述塔式集热器(103)设置于塔体(101)顶面,所述塔体(101)顶面固定连接有若干位于塔式集热器(103)外侧的支撑柱(1021),若干所述支撑柱(1021)的上端共同固定连接有位于塔式集热器(103)上方的支撑顶盖(1022),所述光热机构包括若干均匀间隔设置在塔体(101)顶面上的分瓣组件。
6.根据权利要求5所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,所述分瓣组件包括通过铰接座(1041)转动连接在塔体(101)顶端边缘的连接杆(1042)、以及弧形镜面(1043),所述弧形镜面(1043)的一端与连接杆(1042)远离铰接座(1041)的一端转动连接,所述连接杆(1042)的中心轴线与塔体(101)的中心轴线之间夹角可调,所述连接杆(1042)的中心轴线与弧形镜面(1043)的中心轴线之间夹角可调,所述弧形镜面(1043)根据太阳位置调节其相对塔式集热器(103)的位置。
7.根据权利要求6所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,相邻分瓣组件中的所述连接杆(1042)之间最大间距大于弧形镜面(1043)的长度。
8.根据权利要求6或7所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,所述分瓣组件还包括控制器、第一调节件和第二调节件,所述第一调节件和第二调节件设置在支撑顶盖(1022)内,所述第一调节件的收放端通过第一连接绳(1044)与连接杆(1042)远离铰接座(1041)的一端固定连接,所述第二调节件的收放端通过第二连接绳(1045)与弧形镜面(1043)远离连接杆(1042)的一端固定连接,所述控制器的输出端与第一调节件、第二调节件的输入端耦接。
9.根据权利要求8所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,所述第一调节件和第二调节件均为伺服电机。
10.根据权利要求6所述的一种收集风能、光能的储能设备,其特征在于,所述弧形镜面(1043)根据太阳位置调节其相对塔式集热器(103)的位置的方法,包括如下步骤,
